高职环保类专业虚拟仿真实训基地的建设研究

摘要：高职环保类专业虚拟仿真实训基地的建设是促进职业技术教育发展，培养适应环保行业发展需求的高素质技术技能人才的有效路径，文章从高职环保类专业虚拟仿真实训基地建设的必要性、基地建设的内容以及基地的运行机制等方面展开讨论，为环保专业的实训室建设、教学方法改革、实践教学及校企合作等提供参考。

关键字：环保；虚拟仿真；实训基地建设

随着环保产业转型升级，环保类高素质技术技能型人才的培养要求更需对接产业发展。传统的环保类专业教学和实训方式面临着一系列挑战，如实训场地有限、设备成本高昂、安全风险等问题。为解决这些挑战，虚拟仿真技术的应用为高职环保类专业的教育带来了新的教育手段。虚拟仿真技术以其真实还原、安全可控、高效便捷等特点，成为提升教学质量的有效手段[1]。文章旨在深入探讨高职环保类专业虚拟仿真实训基地的建设，促进产业链、教育链和人才链的有效衔接。

1高职环保类专业虚拟仿真实训基地的建设的必要性

1.1符合国家政策和区域经济发展的目标

国家高度重视职业教育改革发展，有效提高教育质量，更好服务社会经济。虚拟仿真实训基地建设运用现代科技手段改进教学方式，促进高职教育的创新发展。虚拟仿真实训基地建设可以与环保企业合作，提供真实案例和数据，让学生更好地了解行业需求，培养适应产业发展的专业人才。虚拟仿真实训基地将提高高职环保类专业学生的实践能力和职业素养，为行业培养更多的人才，促进环保产业的发展和壮大。高职环保类专业虚拟仿真实训基地的建设符合国家政策和区域经济发展的要求，有助于推动教育改革、促进产教融合、提升人才培养质量、推动经济发展[2]。

1.2满足专业建设需要和优化实训条件

高职环保类专业虚拟仿真实训基地为高职环保类专业的学生提供丰富的实训机会、弥补校内资源不足、教学内容优化、引进行业资源、提高学生学习积极性方面具有重要意义，主要体现在以下方面：

（1）虚拟仿真实训基地可以模拟各种环保实验和场景，为学生提供丰富的实践机会，学生在虚拟环境中进行实际操作和解决实际问题，培养实践能力和解决问题的能力。（2）虚拟仿真实训基地可以为学生模拟先进的环保技术设备和运行维护场景，使学生接触到最新的环保技术和实践，增强他们的专业竞争力。（3）虚拟仿真实训基地的建设可以实现与专业课程的紧密结合，教师可将虚拟仿真实训纳入课程设计，使学生能够在实际问题中学习理论知识，提高学习效果。（4）虚拟仿真实训基地运用现代科技手段，增加了学习的趣味性和互动性，有效激发学习的积极性。学生可以在虚拟环境中进行互动学习和团队合作，更加主动地参与实训。通过环保类专业虚拟仿真实训基地的建设可以实现一次投入常年受益的效果。

1.3提高专业教师教学和科研水平

虚拟仿真实训基地的建设对教师教学和科研水平的提高有着积极的影响。虚拟仿真实训基地为教师提供了一个全新的教学平台，教师可以在虚拟环境中设计丰富多样的教学内容和实验，开展创新的教学方法。教师需要不断学习和掌握虚拟仿真技术，提高其教学能力和教学水平，更好地引导学生学习和实践。基地的建设增加了师生之间的互动和交流机会，教师可以与学生共同进入虚拟环境，引导学生学习和实践，与学生共同探讨问题，加强师生之间的沟通和合作。通过基地建设为教师开展环保类专业的科研提供更广阔的平台，通过虚拟环境模拟实验，开展探索性研究，有助于推动环保领域的科学进步和技术创新，也将进一步提升教师的科研水平，推动科教融汇。

2虚拟仿真实训基地的建设内容

2.1建设的现有基础

（1）技术设备：虚拟仿真实训基地建设需要先进的计算机硬件和虚拟现实技术设备，如高性能计算机、图形处理器、头戴式显示器等。（2）软件平台：当前一些虚拟仿真软件已经在市场上得到应用，可用于模拟环保场景和实验以满足实训的需求。（3）环保教学资源：包括环境模拟、实验设计、案例研究等。教育资源供应商和研发机构可以提供虚拟仿真实训基地需要整合的环保教学资源。（4）教师团队：高职环保类专业的教师团队通常具备相关的环保背景和教学经验，可以为虚拟实训基地的建设和运营提供支持，且可以通过短期学习熟练掌握基地课程教学工作。（5）教学经验：一些高职院校或环保类专业已经开始尝试虚拟仿真实训教学，并取得一些教学经验和成果。（6）支持政策：国家和地方政策对虚拟仿真实训基地的建设也给予了支持。现有基础都将有助于高职环保类专业虚拟仿真实训基地的建设工作的推进。

2.2建设目标

适应高职环保类专业高水平建设需求，根据实践教学需要，综合应用虚拟现实、人工智能、云计算、大数据、5G等最新技术，校企合作共建虚拟仿真实训基地，共同开发虚拟仿真教学资源、构建虚拟仿真实训管理云平台，促进虚拟仿真技术的教学应用，凸显支撑“三教”改革、应用研发和技能培训三大功能[2]，打造具备教学、实训、培训、科研、竞赛、科普等功能的环保类综合性实训基地[3]。

2.3建设路径

聚焦于高职类环保专业虚拟仿真实训基地建设的需求，聚集行业领先的软硬件提供厂商与软件环境开发企业，共同进行虚拟仿真实训教学资源协同开发，开发建设具有示范性、共享性、数字化、智能化、可扩展的虚拟仿真实训基地，并将基地建设成果利用宣传、培训、科普活动等方式进行展示与推广，取得良好社会影响。

2.3.1推进校企深度合作，促进产教研转化

学校建设虚拟仿真实训基地，需配置先进的虚拟仿真技术设备和软件平台。该基地可以模拟真实的环保场景和实验，为学生提供丰富的实践机会。同时与环保企业和机构建立合作关系，来获取真实的环保实验数据和实际案例，提供更加贴近行业需求的实训内容。在现有教材的基础上，结合虚拟仿真技术，开发二次校本教材和配套资源，包括三维PPT课件、教案、习题库、案例等，将虚拟仿真技术应用于专业教学和实训。定期组织教师培训，保证虚拟仿真技术的有效运用，并且根据虚拟仿真技术在教学过程中各方的反馈，不断改进和优化虚拟仿真实训基地的内容和教学资源，从而有效推广高职环保类专业虚拟仿真实训基地的建设。

2.3.2以“虚实互补”为建设前提

基地的建设，针对实训教学过程中的“三高三难”问题，利用虚拟仿真技术的优势去补充“实体”的不足，达到“以实带虚”“以虚助实”“虚实结合”的目的，建设符合要求并满足需求的实训基地[4]。统筹虚拟仿真设备和实体实训设施，形成一体化的实训环境。针对专业教学过程中知识点多、杂、细，学生难以理解等难题，通过基地建设实现教学资源的整合，形成全面系统的教学资源体系。同时基地可以通过虚实结合再现环境类专业的相关的企业施工环境、营造职业氛围、跟踪行业高新技术，完成岗位实际工作内容与实训融合的教学功能，达到在虚拟仿真环境中的前期演练，实体实训中的验证和应用的教学内容衔接，确保虚拟仿真技术和传统实体实训相互结合、相互促进。

2.3.3以“三个结合”为指导思想

基地的建设遵循“三个结合”的指导思想，主要是指在建设过程中要紧密结合信息技术、行业需求和教学实践，以提高教学效果和学生实践能力为目标。从信息技术、行业需求两方面出发，配置虚拟仿真实训设备，搭建虚拟仿真实训体系和教学场所。

• 信息技术与实训设备的结合

基地的建设应充分利用先进的信息技术，包括计算机图形学、虚拟现实、人机交互等，来开发虚拟仿真实训系统。根据高职环保类专业的教学内容和实践需求，配置适合的虚拟仿真实训设备，如虚拟仿真软件、虚拟实验仪器、虚拟环境模拟器等。同时结合新一代信息技术、轻量化技术、5G技术等开发更加多样化的实训形式，提高基地建成后的使用率[1]。

• 行业需求与课程实训的结合

在建设基地时，不仅要注重学生的“课程实训”，还要充分考虑环保行业的实际需求。行业需求通常涉及复杂的实际问题，需要学生在课程实训当中通过虚拟仿真技术提升独立且熟练解决问题的能力，进一步处理行业当中复杂的实际需求。通过与企业合作，让学生参与真实环保项目，加强产学研结合，促进教学内容与行业需求紧密对接，使学生更好地适应实际工作环境。

• 教学内容和行业应用的结合

教学内容应该与环保行业技术前沿对接，反映行业最新的进展和应用，确保学生掌握最新的环保知识和技能[5]。通过与行业专家合作，使其参与虚拟仿真实训基地的建设和教学。从而为学生提供实际案例和应用经验，帮助学生更好地理解教学内容与行业应用的联系。从以赛促学、多类型技术融入、多维度能力培养的角度出发促进教学内容和行业应用的融合，将进一步推动现代信息技术在教育教学的广泛应用。

高职环保类专业虚拟仿真实训基地的建设将通过贯穿技能提升主线、采用认知-实训-实操三大模块、融合实训和对外服务，以及借助多种信息技术，利用虚拟仿真实训基地为学生提供更加实用和综合的实训体验，培养具有实践能力与创新精神的环保技术技能型人才。

3.高职环保类专业虚拟仿真实训基地建设的运行机制

以学生为中心、实训教学为导向、资源共享为目标、开放服务为特色的运营管理模式，是确保高职环保类专业虚拟仿真实训基地正常有序运行的关键[2]。基地建设的运行过程中应充分发挥应用特色，提升教学创新，注重管理模式，增强教学质量，推广技术成果，促进产研良性循环，以此保障实训基地的长远高效运行。

3.1发挥应用特色，提升教学创新

基地可以采用多维度虚拟仿真技术，包括计算机图形学、虚拟现实、增强现实等，让学生能够在虚拟环境中进行全方位的实训体验。通过模拟真实的环保场景，如水处理厂、废气处理设施等，让学生在虚拟环境中体验真实的工作场景和操作。同时可根据学生的学情，提供个性化的教学和实训内容，提供更加多样化的实训体验[6]。学生可以根据自己的学习进度和需求进行学习，真正的做到以学生为中心，并且利用基地与真实环境的实时数据交互，使学生可以更深入地理解环保过程和技术原理。

3.2注重管理模式，增强教学质量

建立专门的管理组织结构，明确责任分工和管理层级。设立实训基地的管理委员会或类似机构，由学校领导、相关专业教师和环保行业专家组成，负责基地的运营和管理。同时鼓励学生积极参与实训基地的建设和运营，让学生参与决策和管理，增强学生的责任感和主动性。合理制定长期的运营计划和预算，明确基地的发展目标和规划。基地还需配备专业教师团队，教师应定期接受相应的虚拟仿真实训技术和环保专业知识的培训，以提高教学水平和实践能力。基地应定期进行评估，掌握基地的运营情况和效果。根据评估结果，进行必要的改进和优化，提高基地的教学效果和学生满意度。

3.3推广技术成果，促进产研良性循环

定期举办技术成果展示活动，邀请企业代表、行业专家、学校师生等参与。通过展示虚拟仿真实训基地所取得的技术成果和学生的优秀实训项目，增强基地的影响力，吸引更多企业与基地进行合作。通过与环保行业的企业合作，共同推广虚拟仿真实训技术，将虚拟仿真实训技术运用到企业的培训和技术服务中，展示技术的应用效果，增强企业的信心和合作意愿。通过学术交流，与其他学校和研究机构建立合作关系，推动技术的互相借鉴和交流。实现产学研的良性循环，促进技术的迭代升级，促进教学创新和发展。

结语

通过对虚拟仿真技术在高职环保类专业教育中的应用、建设虚拟仿真实训基地的意义和必要性、建设的内容、基地运行机制等方面进行综合探讨，清晰认识到虚拟仿真技术在高职环保类专业教育中具有巨大潜力。虚拟仿真技术可以为学生提供安全、高效、真实的实训环境，以及更多的实践机会，缩小学校与行业之间的鸿沟，满足产业对高素质技术技能型人才的要求。同时认识到虚拟仿真实训并不能完全替代真实的实训，通过仿真实训与传统实训虚实互补、有机结合，充分发挥各自的优势，才能加强学生基本技能的训练，提高学生的岗位能力。此外应进一步拓展虚拟仿真技术的应用领域，开发更多适合环保专业教育的虚拟实训项目，加强与企业和行业的合作，深化产教融合。打造具备教学、实训、培训、科研、竞赛、科普等功能的综合性虚拟仿真实训基地。

参考文献：

[1]刘力铭，陈俊涛，桂建婷.面向城市建设类专业群的虚拟仿真实训基地建设与实践[J].中国新通信，2022，24（24）：105-107.

[2]贾国军，王吉鸿，孟祥云等.高职院校食品药品类专业校内虚拟仿真实训教学基地建设研究与探讨[J].卫生职业教育，2019，37（08）：34-36.

[3]孙连伟.信息化汽车服务类专业虚拟仿真实训基地建设标准的探索[J].辽宁省交通高等专科学校学报，2016，18（01）：68-70.

[4]崔学荣，吴春雷.新形势下高校基层教学组织建设思考[J].高教论坛，2016（12）：20-21.

[5]洪志忠，李静.大学教学改革中的教研室建设[J].教育评论，2017（1）：127-131.

[6]樊俊艳，唐悦.基于职业教育虚拟仿真实训基地师资队伍建设[J].办公自动化，2022，27（21）：41-43.

基金项目：2022年度广西职业教育教学改革研究项目“基于虚拟仿真实训基地建设的高职环保类专业‘虚实结合’教学的研究与实践”（GXGZJG2022B094）；2022年度广西生态工程职业技术学院教育教学改革研究项目“‘岗课赛证’综合育人背景下虚拟仿真平台在《仪器分析技术》课程中的应用”（2022QNZX06）

作者简介：陈福坤（1981—），男，汉族，福建漳平人，硕士研究生，副教授，研究方向：环境保护职业教育。